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一次付出沉重代价的学术造假 2024-07-05 14:15:14

看了关于顾毓绣先生的文章后,想到他兄弟顾毓珍的不幸去世。

又想到一次导致我国付出沉重经济代价的学术造假。虽然说,今天学术造假现象泛滥,但是,造成如此严重经济后果,遍及全国十多个省份,时间长达四、五十年的事件还是相当罕见的。在这次事件中,我也是其中一位亲历者。

这是发生在1960年代到2010年前后的全国各大型氯碱企业中的。氯碱生产是基本化学工业,规模比较大,当时全国共建了二十多座这样的大型工厂,职工人数普遍超过千人。在这些工厂中,除了一家之外,都有一栋最高的高楼,其他厂房都不及它齐腰,雄踞在厂中央。那个年代很少有高楼,最多是二三层楼房,而这栋楼高达二十多米,成为非常醒目的标志,周围远远就可以看到,长达半个世纪之久。

而,这偏偏是一项学术伪造的恶劣后果。

这是有一项关工业蒸发器的。为了浓缩液体,工业中常常使用一种称为蒸发器的装置:将被浓缩液体放在其中,用蒸汽将其浓缩。为了提高加热面积,加热是在许多列管中进行的。蒸汽则在管间空间中冷凝放热。按照传热学的基本的观点是,流体流动越快,湍流程度越高,传热就越迅速。就好比为了加快煮汤,人们不断搅动锅里的汤料。

为了提高流体在蒸发器加热管中的流速,传统的蒸发器中央设置了一个循环管。浓缩液体在加热沸腾过程中,产生大量水汽气泡,平均比重就比较轻,而循环管内未加热,液体比重比较重,这种比重差导致液体源源不断从循环管中流向加热管,保证加热管中的流体有一定流速。

大概在1957年前,前苏联的一位名叫列文的人写了本题为《新型蒸发器》的书。列文说,为了提高加热管中流体的流速,增强湍流程度提高加热速度,提出如下改进:

1. 扩大循环管截面积减少流动阻力,以增加循环量;

2. 加长加热管增加加热长度,产生更多蒸发气泡形成更大的比重差,以加速循环;

3. 将蒸发器内液体液面升高,让产生的液体静压力使得沸腾不再在加热管道内进行,而是提高到传热管道上方的液体中进行,从而减少加热管中的流动阻力。

为了证实自己的设想,他进行了相应的实验,在他发表的著作中列举的实验数据表明,这种蒸发器的传热速度远远超过了传统的老式蒸发器。

以后,这本书由天津大学的教师翻译后在我国出版了。

老式的标准蒸发器结构:

 

标准蒸发器.jpg


列文蒸发器结构:

 

列文蒸发器.jpg


氯碱工业生产的烧碱是由食盐分解生产的。但是,当时生产产生的浓度只有百分之10左右,还必须进一步浓缩,这就需要使用相应的蒸发器。

当时,欧美等发达国家为了使蒸发器传热速度加快,在循环管和加热管之间装了强制循环泵,中国当时的条件当然搞不了。而列文蒸发器公布的数据表面,这种蒸发器完全可以与强制循环蒸发器媲美,而且还不需要动力,太诱人了!

上海天原化工厂是中国老牌的氯碱厂,于是,他们的技术人员就对列文蒸发器进行了中试,中试结果公开发表的数据也常漂亮。

既有苏联老大哥专家的权威著作,又有中国最老牌氯碱厂的实验证实,化工部第一设计院就据此进行了定型设计,全国二十多家规模较大的氯碱厂后来就全都采用这种新式蒸发器。

可是,最令人奇怪的是,天原化工厂新上马的蒸发项目依然采用老式蒸发器,而没有用这样的新式蒸发器。

那又是为什么呢?但,却没人质疑。

这套设计中的列文蒸发器的加热管道长达6米,而老式蒸发器的加热管长度仅1.5米左右。另外还要在加热管上方加长度为1.5米左右的沸腾区,整个蒸发器的高度由4米左右增加到16米以上。同时,为使得上方的蒸发空间能插入两根平行的循环管和加热管,直径扩大到2.8米,而传统老式蒸发器的直径往往只有1.5米左后,只有其二分之一左右。蒸发器是受压容器,直径放大后,为了能承受压力,必须将器壁大大加厚。于是,这样的一个大体积大重量的庞然大物就问世了。

 

1959年,这时候大跃进的土法乱建基本结束,采用当时认为比较科学的方式建设。我所在的工厂当然也采用了设计院设计的这套定型设计图纸,厂房和设备都建好了。但是,到了1962年全国进入调整阶段,项目就原地搁置了。

十年之后的1969年,我厂项目恢复上马。我也已经成为一名设计人员,对该项目承担具体设计。通过用管道和阀门将设备连接起来,打通工艺。项目很快就顺利投产。

奇怪的是投产后,生产能力始终只有1万吨年,而按照兄弟厂在氯碱杂志发表的文章可以达到2万吨,相差也太大了。为此,我还遭到一位工段长的批评,“你不是说这套装置能力能达到2万吨吗,怎么现在只有一万吨?”

我无法自我辩解,只得请教发表投产经验文章的兄弟厂人员。他们进行了一些解释,但是总觉得解释很牵强。可也无可奈何。

同时,还有一件十分蹊跷的事情。

一般情况下,工厂锅炉送来的蒸汽压力可达5、6个大气压,温度可达150°C左右,同时在工厂的真空条件下,水的沸点只有40°C左右,温差可达到一百多度。一般一次传热只要二三十度温差就够了。所以,往往总是把溶液蒸发产生的蒸汽再用来蒸发。如果蒸汽被先后利用两次,称为二效蒸发,被利用三次则称为三效蒸发。因此,双效生产消耗的蒸汽可以只要原来的一半略多。而三效生产蒸汽消耗可以只有原来的三分之一稍多,节约蒸汽更多了。

双效生产流程,蒸汽被利用两次:

 

双效系统.jpg


三效生产工艺,蒸汽被利用三次:

 

三效蒸发过程.jpg


即使考虑烧碱溶液的沸点升高,蒸汽也可以先后被利用三次,应该是可以进行三效蒸发的,可以节约更多的蒸汽。然而,我对这套装置试行三效蒸发时,蒸发过程却缓慢到不可思议的地步,只能放弃。去问了兄弟厂,情况也都类似。

百思不得其解!

又过了十年,也就是二十年后的1979年了。一天突然想起《化工过程及设备》讲的传热原理。里面说到,沸腾状况下的给热速度是单纯液体流动给热速度的三到四倍。由此可见,列文蒸发器的传热速度非但不是远远超过一般的普通蒸发器,反而是远远不及。因此,在开三效蒸发后,每台蒸发器的温差就小到不足以维持运行了。

普通蒸发器和列文蒸发器沸腾区域的差别:

 

区别.jpg


因此,那些发表的列文蒸发器传热速度数据肯定是不真实的。

为了证实自己的看法,我决定用标准蒸发器来试运行三效蒸发。江苏的氯碱企业除了常州化工厂外,其他都是中小型企业,没有足够的经费来建设体量巨大的列文蒸发器,所以还都是老式蒸发器。其中无锡县电化厂和我关系比较好,我就建议他们将双效蒸发工艺改造成三效。很快就成功了。以后,我又叫南通农药厂和徐州电化厂也进行同样的改造。其中南通农药厂接受了建议,也成功了。

几年后,一次中国氯碱协会的工作人员到现场看到后,感到非常惊讶,怎么老式蒸发器反而能开三效?当即表态要在全国推广。

我已经离开了氯碱行业了,对后来的推广情况不太清楚。但是,估计也非容易。首先全国大型规模的氯碱企业几乎都采用了列文蒸发器,为了要节约蒸汽,全部推倒重来,谈何容易。全国小氯碱厂有数十家,也不知道有多少家有条件或者愿意改的。江苏当年的小氯碱厂有二十多家,我也只说服两家进行了改造。尽管也多次建议过徐州电化厂,但是,他们就是懒得动。

到了本世纪初,逐步引进了离子膜先进工艺,食盐分解后的浓度可以高达30%以上,蒸发已不必要了。但,这已经是1960年之后的四、五十年了。在近半个世纪里,我们的蒸汽被一直遭到浪费。

这件事的教训是非常深刻的。因为,这种蒸发器的高度和直径都是老式蒸发器的两倍多,总体量是八倍,耗了大量钢材,而能力反而不及老式的。由于这种设备体量庞大,建筑也非常高大。

两种蒸发器的体量比较:

蒸发器大小.jpg

 

为了能放置这样的庞然大物,厂房的高度也由原来的七八米提高到22米。耗用了大量建筑钢材和水泥。

两种厂房的大小比较:

 

无标题.jpg

全国二十多家大型氯碱企业都采用这种蒸发器,当时,我国的经济还是非常困难的,却耗费了高达千吨计的大量建设钢材和水泥,来用于建设这种伪劣的设备。而且还在以后长达四、五十年的时间浪费了很多蒸汽。

这一切都起源于前苏联的那位列文的造假,当时他的名声非常响亮,有人还称他为院士,也不知道是不是真的。

前苏联的学术造假也是很严重的,影响最大范围最大的是李森科的后天获得性遗产。导致我国的基因研究长期无法进行,直到上世纪改革开放后的八十年代。

然而,列文蒸发器导致我国蒸汽大量浪费,持续了四、五十年。

当然,我们的一些技术人员同样难辞其咎,你抄我,我抄你,大家以讹传讹。当时,我自己也被蒙在鼓里长达二十年,直到二十年后才突然醒悟。如果,当时有人怀着质疑的态度,想一下传热原理就不至于如此。传热内容在《化工过程及设备》这本教科书的前几章节就交代得清清楚楚。而翻译列文书的人是天津大学化工系的老师,样板设计的是化工部第一设计院的技术人员,传热课程他们都应该早就在大学里就学过了。但是,他们没有丝毫怀疑。上海天原化工厂则更离谱了,全国推广,而他们自己不用,这种事只有他们自己心知肚明了。而大量国家财富却白白浪费。

此事虽然已经过去了几十年,但前事不忘,后事之师。今天,我们的学术造假依然严重,还得高度警惕啊!


浏览(3277) (13) 评论(2)
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文章评论
作者:一冰 留言时间:2024-07-07 23:27:09

第一次听说

回复 | 0
作者:席琳 留言时间:2024-07-06 09:17:10

这种造假在国内司空见惯,应该出一本新儒林外史。

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